Document 4719227

Médecine expérimentale
M. Alain fIscher, professeur
enseIgnement
Leçon inaugurale
Il s’agit du premier rapport d’activité de la chaire de Médecine expérimentale, que
j’occupe depuis le 1er janvier 2014. L’objectif de la chaire est d’explorer comment
deux disciplines biologiques, la génétique et l’immunologie, viennent éclairer les
pathologies majeures que sont la susceptibilité aux infections, les maladies autoimmunes et inflammatoires, les maladies allergiques et certaines formes de cancer.
Plus particulièrement, l’étude des pathologies rares monogéniques (d’hérédité
mendélienne) contribue à l’identification des composants moléculaires essentiels des
défenses immunitaires, à l’appréciation de l’agencement des mécanismes de défense
mis en jeu lors de certaines infections ainsi que des mécanismes de protection contre
les maladies auto-immunes. Au delà du progrès de ces connaissances, nous nous
attachons à les utiliser pour développer de nouvelles thérapeutiques des formes les
plus sévères de ces maladies rares dénommées déficits immunitaires héréditaires (DIH).
En particulier, nous cherchons à mettre au point une thérapeutique par correction
génique (thérapie génique) de certaines de ces maladies. Lors de la leçon inaugurale
(15 mai 2014), j’ai cherché à mettre en perspective ces travaux et j’ai montré
comment ils s’inscrivent dans l’évolution de la recherche médicale a. Ils ont ainsi
profité par exemple de l’irruption, à partir des années 70, des concepts et outils de
la biologie moléculaire dans le traitement des questions médicales.
Une approche scientifique réductionniste – une question, une molécule, une voie
biologique – a été et est encore extrêmement fructueuse dans l’avancée de la
compréhension de mécanismes de maladies et parfois dans la mise au point de
a. Le texte de la leçon inaugurale est disponible sous forme imprimée (Collège de France/
Fayard, 2014) et numérique (http://books.openedition.org/cdf/3701). Pour les versions audio
et vidéo, voir le site Internet du Collège de France : http://www.college-de-france.fr/site/alainfischer/index.htm#inaugural-lecture [NdÉ].
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traitements. Toutefois, la complexité du vivant rend cette approche insuffisante dans
bien des cas. Les nouvelles possibilités d’analyse à grande échelle des composants
du vivant, des variations des séquences du génome d’un individu à l’autre, des
profils d’expression des gènes (ARN messager), des protéines, etc. ouvrent des
perspectives d’analyse détaillée de situations complexes dont la médecine devra
relever le défi.
Cours : Éléments d’analyse du système immunitaire
Ce cours comporte six thèmes dont cinq ont également fait l’objet de séminaires
donnés par des experts de chacun de ces domaines b. L’objectif était de situer puis
d’aborder un certain nombre de questions actuelles qui font l’objet d’études
fondamentales en immunologie. Mon souhait est que cet enseignement serve de
base pour les cours des prochaines années où seront discutés la physiopathologie de
désordres du système immunitaire : maladies auto-immunes et inflammatoires
d’une part, thérapeutiques immunologiques d’autre part.
Cours 1 : Comment, (pourquoi) étudier le système immunitaire
Le premier cours a comporté une introduction rappelant quels sont les principaux
mécanismes effecteurs de l’immunité innée (barrière physique passive et active,
réponses sécrétoires et cellulaires) et de l’immunité adaptative (fonction des
lymphocytes T et B). Nous avons évoqué ensuite les questions fondamentales et
médicales qui « justifient » le fait de chercher à caractériser « l’état de santé » du
système immunitaire d’un être vivant ou d’une population. Les différentes approches
d’analyse ont été présentées en indiquant les progrès technologiques décisifs survenus
au cours de ces dernières années : depuis l’analyse phénotypique par cytométrie en
flux des années 1980 et les possibilités d’analyse multiparamétriques offertes par
l’utilisation de la déconvolution spectrale des rayonnements de fluorescence émis par
des fluorochromes couplés à des anticorps monoclonaux, jusqu’à l’analyse par
spectrométrie de masse de métaux lourds couplés à des anticorps fixés aux cellules
d’intérêt. L’utilisation de la microscopie biphotonique permet aujourd’hui de
visualiser in vivo chez l’animal le comportement de cellules du système immunitaire,
par exemple au cours de leur activation dans un organe lymphoïde secondaire. Il est
désormais possible de combiner cette visualisation dynamique avec une imagerie
fonctionnelle qui objective des événements d’activation ou de réponse biologique
telle que la cytotoxicité ou la production de cytokines. Une troisième ligne de
recherche concerne l’étude du profil d’expression des gènes par type cellulaire
particulier, en fonction d’une stimulation donnée. Couplé à l’analyse du
polymorphisme de variants du génome au sein d’une population donnée, il devient
ainsi possible de mettre en évidence des corrélations en « cis » et en « trans » entre
séquences génétiques données et le degré d’expression génique. Ces travaux pourront
permettre d’identifier des voies moléculaires clés, en jeu lors de réponses à des
microorganismes, ainsi que leur variabilité génétique (susceptible d’expliquer la
b. Cours et séminaires sont disponibles en audio et en vidéo sur le site Internet du Collège
de France : http://www.college-de-france.fr/site/alain-fischer/course-2013-2014.htm et http://
www.college-de-france.fr/site/alain-fischer/seminar-2013-2014.htm [NdÉ].
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vulnérabilité/résistance à certaines infections et corrélée à des facteurs de risque de
réponses pathologiques auto-immunes ou inflammatoires). Les analyses de ces
données à grande échelle, combinées à la détermination qualitative et quantitative
des microbes (bactéries, virus…) présents au niveau de la peau, des muqueuses ou
du sang, commencent ainsi à contribuer à déterminer « l’état de santé » du système
immunitaire.
Cours 2 : La mémoire immunitaire
Un des principes de l’immunité adaptative consiste, au décours d’une réponse
immunitaire déclenchée par un agent infectieux, en une génération de lymphocytes T
et B « mémoires » c’est à dire à longue durée de vie et capables lors d’une nouvelle
infection par le même agent microbien (ou un agent proche) de générer une réponse
plus rapide et plus efficace neutralisant l’agent infectieux avant que celui-ci ne
provoque une maladie. C’est le principe sur lequel repose la vaccination, réussite la
plus probante de l’immunologie.
Les lymphocytes T mémoires peuvent être identifiés à l’aide de marqueurs
membranaires, ce qui en facilite grandement l’analyse. Ainsi nombre et
caractéristiques de ces cellules peuvent être déterminés. On a récemment mis en
évidence qu’il existait une population de lymphocytes T mémoires dotées de
caractéristiques de cellules souches, donc capables d’auto-renouvellement, ce qui
rend compte du caractère durable de cette mémoire. Une propriété importante des
lymphocytes T mémoires consiste dans le fait que le profil de leur métabolisme est
distinct de celui des lymphocytes T naïfs. Il est marqué par la présence d’un
équipement énergétique mitochondrial plus élevé qui permet à ces cellules de
rapidement mettre en jeu des sources d’énergie nécessaires à leur activation et à leur
division lors d’une stimulation. Des études expérimentales in vivo fondées sur
l’injection d’une seule cellule ont permis de montrer la diversité fonctionnelle des
lymphocytes T générés et d’analyser les modalités de cette hétérogénéité. Une
notion essentielle acquise au cours de ces dernières années concerne la détection de
lymphocytes T mémoires au sein des tissus, à proximité de lieux possibles
d’infection : peau, intestin, poumons… Cette compartimentalisation favorise une
adaptation des réponses aux microorganismes présents dans tel ou tel territoire (tel
que l’herpès simplex au niveau de la peau, le rotavirus dans l’intestin…). Cette
observation conduit à proposer un concept d’« immunité régionale » fondée sur des
niches anatomiquement définies.
La persistance de lymphocytes T et B mémoires sur des dizaines d’années a
aujourd’hui été démontrée, malgré une relative perte cellulaire liée aux phénomènes
de senescence et d’exhaustion clonale. L’ensemble des travaux mentionnés ici
contribue à l’amélioration des stratégies vaccinales fondées sur le ciblage de niches
cellulaires et la précocité des vaccinations.
Ce cours a été suivi d’un séminaire intitulé « Mémoire des lymphocytes B »
donné par le Pr Jean-Claude Weill de l’université Paris Descartes, spécialiste de la
biologie des lymphocytes B. Il a en particulier évoqué les rôles respectifs des
plasmocytes à longue durée de vie et des lymphocytes B mémoires dans la
persistance et la sélection de la production d’anticorps de haute affinité.
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Cours 3 : Détermination des réponses effectrices des lymphocytes T
Les lymphocytes T sont activés par la reconnaissance de peptides antigéniques
associés aux molécules d’histocompatibilité présents à la surface des cellules
présentant l’antigène : les cellules dendritiques. En fonction du contexte de cette
présentation et de la mise en jeu de récepteurs pour les molécules d’origine
microbienne de l’immunité innée présents dans les cellules dendritiques, est
déterminé le type de réponse des lymphocytes T (TH1, TH2, TH17…) adapté. La
biologie des cellules dendritiques, dans leur rôle d’intégrateur de signaux, a
beaucoup progressé ces dernières années. La spécialisation de ces cellules, leur
origine et leurs modalités de différenciation ont été en grande partie précisées ainsi
que leurs nombreuses fonctions. La présence de cellules dendritiques spécialisées
au sein des tissus rend compte de l’induction de réponses immunes adaptées à
chaque environnement. Les signaux transmis aux lymphocytes T permettent la mise
en place de programme de différenciation de cellules effectrices spécialisées
impliquées dans des mécanismes précis d’immunité anti-infectieuse. Les principaux
facteurs de transcription qui gouvernent ces programmes ont été identifiés.
Néanmoins, une certaine plasticité des lymphocytes T effecteurs a été observée,
certains étant dotés de capacités effectrices multiples ou évolutives. Les analyses en
cours de la régulation transcriptionnelle des loci génétiques clés de ces programmes
devrait éclairer les mécanismes épigénétiques en jeu dans cette modulation fine à
l’échelle unicellulaire des caractéristiques des réponses immunes adaptatives.
Le cours a été suivi d’un séminaire intitulé « Cellules dendritiques et réponses
immunitaires » donné par le Dr Sébastian Amigorena, chercheur à l’Institut Curie
et un des grands experts de la biologie de ces cellules. S. Amigorena a
particulièrement contribué à l’étude des mécanismes de la « présentation croisée »
qui permet aux cellules dendritiques de présenter des antigènes d’origine exogène
aux lymphocytes T CD8. Ce mécanisme de présentation antigène contribue de
façon décisive à l’immunité anti-infection et anti-tumorale.
Cours 4 : Activation lymphocytaire
Dans ce cours ont été présentés les aspects quantitatifs et qualitatifs de la
reconnaissance d’un antigène peptidique par le récepteur T pour l’antigène. On a
fait état de travaux récents qui montrent qu’un seul complexe peptide-molécule
d’histocompatibilité (CMH) est nécessaire et suffisant pour induire l’activation d’un
lymphocyte T CD4. Le caractère digital de la réponse (+ ou –) a été démontré. Le
rôle des constants d’association (détachement du récepteur pour le complexe ag/
MHC) et du temps d’interaction (qui est interrompu et cumulatif) ont été mis en
avant. Ces résultats conduisent à proposer un modèle d’activation qui associe une
série d’événements membranaires, dont le regroupement en clusters des récepteurs
pour l’antigène. De nombreuses molécules de co-stimulation dont les ligands sont
présents à la surface des cellules dendritiques amplifient et modulent les voies de
signalisation inductrices des fonctions effectrices des lymphocytes T. De nombreuses
voies de signalisation intracellulaires sont ainsi mises en jeu, et les modalités
d’intégration des signaux, leur dynamique et leur localisation à la synapse entre
cellules présentant l’antigène et les lymphocytes T font l’objet de nombreux travaux.
Néanmoins, on a décrit une compartimentalisation anatomique et dynamique de
cette synapse qui rend compte de l’activation cellulaire.
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Une des conséquences importante de l’activation lymphocytaire consiste en
l’adaptation rapide du métabolisme lymphocytaire qui permet à ces cellules d’augmenter
de volume, de se diviser rapidement (toutes les 6 à 8 heures), ce qui implique une
synthèse active de membranes, donc de phospholipides, mais aussi de protéines et
d’acides nucléiques (ARN et ADN). Ces adaptations sont contrôlées par deux protéines
clés, cMyc et mTORC, qui induisent les modifications métaboliques ad hoc (utilisation
notamment du glucose et de la glutamine comme source d’énergie). On peut ainsi
définir aujourd’hui le « profil métabolique » des différentes entités de lymphocytes T
effecteurs, régulateurs ou mémoires, qui rendent compte de leur capacité de réponse.
Le cours a été suivi d’un séminaire intitulé « Vers une biologie intégrative des
lymphocytes T » donné par Bernard Malissen, chercheur au Centre d’immunologie
de Marseille Luminy. B. Malissen a décrit une approche novatrice d’analyse raffinée
des multiples interactions protéine-protéine mise en jeu dans l’activation des
lymphocytes T fondées sur la construction de lignées de souris transgéniques dont
chaque protéine clé de l’activation est liée à une « marque » qui permet d’isoler les
protéines avec lesquelles chacune d’entre elles interagit. Cette approche globale
– systémique – permet de percevoir la complexité des voies de signalisation mises
en jeu et d’envisager une approche quantitative de ces phénomènes.
Cours 5 : Différenciation des cellules du système immunitaire
Les cellules du système immunitaire (lymphocytes, cellules dendritiques, cellules
phagocytaires) proviennent du système hématopoïétique qui, à l’âge adulte, est situé
dans la moelle osseuse.
Les lymphocytes T se différencient dans le thymus au cours d’une série d’étapes
impliquant migration cellulaire, division, différenciation/spécification, sélection et
migration des cellules matures vers les organes lymphoïdes secondaires. L’organe
thymique est généré à partir de cellules souches épithéliales situées dans l’endoderme
pharyngé. Les gènes clés de ce programme ont été identifiés. Les progéniteurs,
selon un programme moléculaire non encore élucidé, donnent naissance aux cellules
épithéliales du cortex et de la médulla. La différenciation du thymus implique un
cross talk entre précurseurs lymphocytaires, cellules dendritiques et cellules
épithéliales. La connaissance fine de ces communications intercellulaires est un défi
important dont un but pourrait être la capacité d’amplifier ou de régénérer les
fonctions thymiques. Cependant, le thymus est doté d’une horloge temporelle qui
conduit à son involution, phénomène dont nous ne connaissons pas à ce jour les
mécanismes moléculaires mais dont on peut penser qu’il fut sélectionné lors de
l’évolution comme sécurité contre des risques excessifs de leucémogenèse
lymphocytaire et/ou d’auto-immunité. Les facteurs clés inducteurs de la spécification
des précurseurs des lymphocytes T et B et leur agencement hiérarchique sont
aujourd’hui connus ; leur action est progressive au cours de la lymphopoïèse
thymique (lymphocytes T) ou médullaire (lymphocytes B). Les événements de
sélection de faible affinité dite « positive » (par reconnaissance de peptides du soi
à faible affinité) puis « négative » (par reconnaissance de peptides du soi à forte
affinité) ont retenu l’attention des immunologistes depuis de nombreuses années. Ils
ont notamment conduit à identifier le rôle de la protéine AIRE dans l’induction
« ectopique » d’expression de protéines tissulaires au sein des cellules de la médulla.
Cela permet de présenter aux lymphocytes T une large gamme de peptides du soi.
La production des lymphocytes T nécessite chez l’homme plus de trois mois, un
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temps long dont les étapes – telles qu’elles peuvent être analysées chez la souris par
microscopie vitale fonctionnelle – ne sont encore que bien imparfaitement connues.
Il s’agit d’une question essentielle dont l’enjeu pourrait être de réduire les risques
inhérents à l’absence de production de lymphocytes T chez l’homme pendant une
phase longue après allogreffe de cellules souches hématopoïétiques.
Le cours a été suivi d’un séminaire intitulé « Design principles of adaptive
immune system » donné par Thomas Boehm, directeur de l’Institut Max Planck
d’immunologie et d’épigénétique de Freiburg, un chercheur qui a identifié les
étapes initiales de l’organogenèse thymique. Il a en particulier montré comment, au
cours de l’évolution, des organes « thymoïdes » se sont développés selon un
programme identique, à celui du thymus en association avec un système d’immunité
adaptative particulier telle qu’observable chez la lamproie.
Cours 6 : Les effecteurs de l’immunité innée
La quasi-totalité du monde eucaryote partage un même système de défense
immunitaire : l’immunité innée, fondée sur l’identification des profils moléculaires
propres au monde microbien et non présents chez l’hôte. Toutes les cellules possèdent
un tel programme où des récepteurs, qui assurent une veille permanente, sont situés
à la surface cellulaire, dans le cytoplasme ou encore dans des compartiments
endosomaux. Leur mise en jeu induit un système de transmission de signaux, dont
le nombre est restreint, lequel à son tour induit rapidement (en quelques heures)
l’activation transcriptionnelle de gènes codants pour une série de protéines à action
anti-infectieuse directe ou indirecte, telle que l’interleukine 1 ou les interférons. Le
principe de ce système est remarquablement conservé de C. elegans, Drosophila, à
l’homme. Il s’est diversifié au cours de l’évolution. Les mammifères disposent de
cinq classes de récepteurs. Les aspects moléculaires de cette reconnaissance, ainsi
que de la signalisation, ont été identifiés en quelques années. En parallèle, la
génétique humaine médicale (effets de mutations) et la génétique évolutionniste
pointent vers le caractère non redondant de certains de ces récepteurs et identifient
des fonctions essentielles de l’immunité anti-bactérienne, fongique ou virale.
Dans une certaine mesure, le « prix à payer » de l’ajustement au cours de
l’évolution de l’immunité innée aux microorganismes hôtes de l’homme – une
meilleure résistance – est un risque accru de maladies inflammatoires ou autoimmunes, lié à une réponse d’intensité plus forte.
À des profils moléculaires microbiens reconnus, les récepteurs peuvent en effet
reconnaître des produits issus de cellules soumises à un stress, augmentant alors la
réactivité des réponses de l’immunité innée aux agressions externes. Les modalités
de mise en jeu de l’immunité innée (les types de récepteurs et d’effecteurs) dictent
le profil de réponse de l’immunité adaptative induite secondairement. L’intégration
de ces signaux s’effectue essentiellement au niveau des cellules présentatrices
d’antigène – les cellules dendritiques – comme cela fut évoqué dans un cours
antérieur. L’immunité innée comprend ainsi des cellules spécialisées dans la
phagocytose et la microbicidie, cellules recrutées par les premiers signaux émis,
ainsi que des lymphocytes dont l’importance a été très récemment reconnue : les
cellules lymphocytaires innées.
Le cours fut suivi d’un séminaire intitulé « Les cellules ‟Natural Killer” (NK)
lympocytaires innées et l’immunité » donné par Éric Vivier, directeur du Centre
d’immunologie de Marseille Luminy. Éric Vivier est un éminent spécialiste des
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lymphocytes NK. Le séminaire a porté sur les connaissances
groupe de recherche sur l’éducation des cellules NK, leur
l’immunité anti-infectieuse et tumorale, puis É. Vivier a décrit
récemment élaborée, laquelle postule un rôle de la discontinuité
système immunitaire dans la mise en jeu de ce dernier.
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acquises par son
importance dans
la théorie qu’il a
de stimulation du
recherche
Anomalies héréditaires du système immunitaire
Nous poursuivons la caractérisation d’anomalies génétiques du système
immunitaire avec le double objectif de contribuer à la compréhension des
mécanismes mis en jeu dans les réponses immunitaires, notamment adaptatives, et
d’améliorer la prise en charge médicale des pathologies concernées.
L’étude de huit patients souffrant d’infections virales et bactériennes sévères au
cours des premières années de vie, et dont les lymphocytes T et B ont une capacité de
division réduite lors d’une activation in vitro par des antigènes, a conduit à identifier
des mutations bialléliques du gène « CTPS1 », qui code pour la cytidine triphosphate
synthétase 1, une enzyme nécessaire à la synthèse de novo des bases pyrimidiques. Ces
dernières sont indispensables à la synthèse des acides nucléiques ADN et ARN ainsi
qu’à la synthèse de phospholipides. Ce déficit met en évidence le recours à la synthèse
de novo des pyrimidines pour que soient possibles les étapes de division cellulaire très
actives des lymphocytes T et B lors de l’activation pour un antigène. Une telle activation
induit en quelques heures une forte expression de l’ARNm codant pour CTPS1, puis
de la protéine elle-même. Cette activation transcriptionnelle dépend des kinases erk et
de la famille src. La voie moléculaire précise de cette induction reste à déterminer. Le
fait que le déficit en CTPS1 n’affecte que la division des lymphocytes lors de
l’activation antigénique indique que les étapes de prolifération des précurseurs des
lymphocytes qui sont préservés ne dépendent que peu ou pas de la synthèse de novo
des pyrimidines. De même, bien que CTPS1 soit exprimée de façon ubiquitaire, le
déficit de cet enzyme n’a aucune conséquence sur la fonction (division) d’autres tissus.
Ainsi, cette pathologie met en évidence un nouveau mécanisme d’induction d’un
déficit immunitaire ; surtout, elle conduit à postuler qu’un médicament inhibant
spécifiquement CTPS1 constituerait un agent immunosuppresseur sélectif, peu toxique,
de grand intérêt pour le traitement de maladies auto-immunes ou la prévention des
phénomènes de rejet de greffes d’organes, ou encore de réaction du greffon contre
l’hôte après allogreffe de cellules souches hématopoïétiques. Des efforts sont entrepris
dans ce sens, en s’appuyant en particulier sur des modèles murins ad hoc.
Nous avons mis en évidence deux pathologies héréditaires responsables de la
survenue précoce de colites inflammatoires, modèles rares d’une pathologie
relativement commune : la maladie de Crohn. Il s’agit des déficits en XIAP et en
TTC7A. La molécule XIAP a des fonctions anti-apoptotiques, mais aussi
d’ubiquitination, en particulier dans les événements de signalisation induits par
l’activation du récepteur de la famille NLR de l’immunité innée NOD2. De fait, les
monocytes des patients déficients en XIAP ne sont pas capables de produire des
chemokines MCP1 ou IL8 après stimulation par le muramyl dipeptide, un ligand
bactérien de NOD2. Ces résultats confortent l’idée d’un rôle de l’activation de
NOD2 par les bactéries commensales de l’intestin comme mesure de protection de
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ALAIN FISCHER
la barrière intestinale. Il est par ailleurs possible que XIAP exerce d’autres fonctions,
indépendantes de NOD2, dont la perte favorise la survenue de colites inflammatoires.
Les travaux sur ces questions se poursuivent dans un modèle expérimental de
colites chez la souris XIAP déficiente.
La protéine TTC7A fait partie de la famille des protéines à domaine « TPR »
impliquées dans de nombreuses interactions protéine-protéine. Le déficit complet en
TTCA provoque l’association d’un déficit immunitaire profond de toutes les
populations lymphocytaires avec de multiples atrésies de l’intestin, qui témoignent
d’un rôle majeur de TTC7A dans le développement intestinal. L’étude in vitro de la
différenciation de cellules souches de l’intestin issues de biopsie de patients montre
un défaut profond de différenciation, défaut corrigé par l’adjonction d’une molécule
inhibitrice de la Rho kinase (ROCK). Ce résultat spectaculaire indique qu’en
l’absence de TTC7A, la Rho kinase est hyperactive et provoque une anomalie de
l’association du cytosquelette d’actine à la membrane cellulaire. Il en résulte un
défaut de polarisation apicobasale des cellules entérocytaires et un défaut
d’organisation de la muqueuse intestinale. TTC7A régule également l’organisation
du cytosquelette dans les cellules hématopoïétiques. Reste à identifier les voies
moléculaires par lesquelles TTC7A régule la Rho kinase. La réversibilité in vitro des
conséquences de cette pathologie offre des perspectives thérapeutiques intéressantes,
en particulier dans une forme « atténuée » de cette pathologie liée à la survenue de
mutations hypomorphiques du gène TTC7A.
Nous avons montré que deux pathologies héréditaires du système immunitaire, le
syndrome d’activation de la phosphoinositide-3 kinase d et le déficit de la voie IL10
(défaut en IL10 récepteur) induisaient un risque de survenue de lymphomes dont
nous avons caractérisé (dans le second cas) la signature moléculaire précise.
Enfin, nous avons mis en évidence que l’accumulation de lymphocytes T CD4(-)
CD8(-) au cours de la pathologie dénommée « syndrome lymphoprolifératif autoimmun » (ALPS), liée à un défaut de mort cellulaire provoquée par des anomalies du
récepteur de mort FAS, désorganise l’anatomie de zones fonctionnelles importantes de
la rate. Il s’agit de la zone marginale où sont normalement regroupés les lymphocytes B
capables de produire des anticorps d’isotype IgM, indépendamment d’une coopération
avec les lymphocytes T. Il en résulte un défaut de production d’anticorps d’isotype IgM
dirigé contre des polysaccharides bactériens et une vulnérabilité aux infections
systémiques par streptocoque pneumoniae. Cette observation a été confirmée dans un
modèle murin d’ALPS. Il s’agit là d’un mécanisme original de déficit immunitaire par
désorganisation de l’architecture des organes lymphoïdes secondaires à l’accumulation
de lymphocytes T capables d’interagir avec les cellules stromales de ces structures et
d’être ainsi en compétition avec les cellules « normales ». Cette observation conduit à
une approche thérapeutique de l’ALPS adaptée.
Développement de la thérapie génique de déficits immunitaires héréditaires
Nous avons poursuivi en 2014 les essais thérapeutiques de correction de deux
déficiences héréditaires sévères du système immunitaire : le déficit immunitaire
combiné sévère lié à l’X (DICS lié à l’X) et le syndrome de Wiskott Aldrich
(WAS). La stratégie employée consiste en l’injection ex vivo de progéniteurs
hématopoïétiques obtenus à partir de la moelle osseuse, à l’aide de rétrovirus
modifiés comportant une copie fonctionnelle du gène muté (γc dans la DICS lié à
l’X et WASP dans le WAS). Dans le premier cas, un gamma rétrovirus est utilisé,
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et dans le second, un lentivirus (HIV). Ces virus ont été modifiés de telle façon
qu’ils ne disposent pas d’éléments enhancer capables d’induire la transactivation
d’un gène propre à la cellule après intégration. En effet, ces virus ont la propriété
d’induire l’intégration de leur matériel génétique au sein du génome des cellules
infectées. Il en résulte que le gène « thérapeutique » ainsi intégré est répliqué à
chaque division cellulaire. L’expression du gène thérapeutique est induite par
l’adjonction d’un promoteur dans le vecteur (facteur d’élongation 1α dans le cas de
γc, promoteur endogène de WASP dans le second).
Les essais cliniques en cours réalisés dans le cadre d’une collaboration internationale
(équipes de Boston et de Londres, Genethon pour la production du vecteur WASP)
apportent des résultats très encourageants, à la fois en termes de sécurité d’emploi
(absence d’effets génotoxiques) et en terme d’efficacité (correction du déficit
immunitaire). Ils demandent cependant à être confirmés par un plus long recul
d’observation (trois ans et demi maximum à ce jour avec ce type de vecteur) et le
traitement d’un plus grand nombre de malades (9 et 6 respectivement à ce jour). Des
travaux précliniques sont en cours pour le développement de thérapie génique
d’autres formes de déficits immunitaires héréditaires : le DICS par déficit en protéine
Artemis, la granulomatose septique liée à l’X et la lymphohistiocytose familiale de
type 3. Des premiers essais cliniques devraient être initiés d’ici un à deux ans. De
plus, une réflexion est en cours sur l’utilisation d’une méthode alternative de thérapie
génique consistant non plus en l’addition d’une copie fonctionnelle du gène mais en
la correction de la mutation par recombinaison homologue.
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MÉDECINE EXPÉRIMENTALE
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autres actIvItés
Conférences principales
10-12 mars 2014 : deux conférences à l’Institut Weizmann (Israël) sur de nouvelles formes
de déficits immunitaires (DIH) et la thérapie génique des DIH.
30 avril 2014 : Conférence plénière lors de la réunion de l’Human Genome Organisation
(HUGO) à Genève.
1-3 mai 2014 : deux conférences lors de la réunion du groupe nord-américain d’études des
DIH (Seattle).
31 mai-1er Juin 2014 : deux conférences lors du symposium organisé par l’université
d’Ulm sur l’immunopathologie.
12 juin 2014 : « Nobel Conference » à Stockholm en immunologie, conférence plénière.
16 juin 2014 : Participation à la journée scientifique organisée à l’occasion du départ en
retraite de Claudine Schiff au Centre d’immunologie de Marseille Luminy.
Responsabilités
Activités éditoriales comme membre du comité éditorial (jusqu’en avril) de Science
Magazine.
Activités éditoriales au Journal of Allergy and Clinical Immunology (JACI).
Éditeur associé pour Annual Review of Immunology.
Organisation de séminaires au sein de l’Institut des maladies génétiques (Imagine).
Organisation du séminaire annuel d’immunologie à l’Hôpital Necker enfants malades le
11 avril 2014
Participation au comité scientifique du LABEX (DC Biol), Institut Curie, le 26 juin 2014.
Présidence du conseil d’administration de la Fondation Rothschild (Institut de biologie,
physique et chimie).
Distinction
Obtention du Prix Robert Koch (Berlin).